砝码磁化率量值比对及不确定度分析
摘要] 砝码是种能复现给定质量值的实物量具，具有定的物理特性和计量特 性，本文详细介绍了砝码物理特性磁化率的测量及测量数据不确定度分析
砝码作为质量量值传递系统中的实物量具，随着JJG99-2006《砝码》检定规程的颁布实施，对各个等级砝码的磁化率提出了要求，我对于砝码的各项性能指标要求与OIML建议R111保持致。由于砝码的磁性性能成为影响称量准确度的重要因素，对砝码磁性的控制显得尤其重要。
本文通过对砝码磁性参数磁化率的测量与不确定度分析，研究影响磁性测量结果的因素，提出如何选取磁化率测量设备。目前我约有近二十家省级计量机构已经拥有不同的测量砝码磁性装置并开展测量工作。由于砝码磁性测量在内属于刚刚开展的项目，家对磁性测量装置的认识以及对磁性测量方法、不确定度分析的理解还有待深入认识，为确保磁化率等指标的测量准确致，在全范围内开展砝码磁性测量量值比对工作，具有十分重要的意义。
、参比实验室 中计量科学研究院为本次比对的主导实验室。该实验室保存着我的质量基准，即：1kg质量基准砝码，并多次代表我参加了自1996年起CIPM多次组织质量基准砝码和倍量、分量砝码的关键性比对，比对结果令人满意，表明中计量科学研究院有能力承担此次比对的主导实验室工作。鉴于拥有砝码磁性测量装置的实验室才能够参加比对工作，共有18个参比实验室。我所力学实验室是参比实验室之。
二、比对测量方法、不确定度评定依据比对测量方法依据JJG99-2006《砝码》检定规程，不确定度评定依据JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》。
三、比对所用测量设备 砝码磁性测量设备采用梅特勒公司生产的MX型磁化率计。
四、比对环境条件 温度20℃±0.5℃，相对湿度55%±10%。
五、砝码磁性测量原理及测量步骤简述 1.测量装置 砝码磁性测量装置如图1所示。其中： h=砝码的高度； 砝码磁化率量值比对及不确定度分析
U2———标准实验室参考值的测量不确定度 当En≤1时，其比对结果为满意，当En＞1时，其比对结果为不满意。
我所砝码磁化率测量结果与主导实验室的参考值接近且En＜1，测量不确定度评定合理，比对结果满意。
六、总结
目前我约有近二十家省级计量机构已经拥有不同的测量砝码磁性装置并开展测量工作。由于砝码磁性测量在内属于刚刚开展的项目，家对磁性测量装置的认识以及对磁性测量方法、测量结果不确定度的分析还有待深入认识，通过比对有以下几点体会。
1.随着JJG99-2006《砝码》检定规程的颁布实施，越来越多的检测机构和砝码生产企业购买磁化率计用于测量砝码的磁性。目前磁化率计配备的基本上都是分度值为1ug，测量范围5g左右的电子天平，对于如何校准磁化率计还没有个统的标准，基本是检定磁化率计配备的电子天平，认为电子天平，磁化率计就符合使用要求，其实通过检定电子天平，并不能表明磁化率计，因为电子天平只是磁化率计的部分，磁化率计的性能除与电子天平有关外，还与*磁铁磁矩、磁场梯度、砝码几何尺寸、磁化率计计算软件等有关。利用标定好的具有磁性数值的标准模块检验磁化率计的性能更为合理，通过在不同高度测量标准模块磁化率值与标定值比较的方法，判断磁化率计的测量准确度。我所在比对数据测量前，使用梅特勒公司的磁性标准模块对磁化率计行了标定。
2.全计量检测机构配备了量的磁化率计，磁化率计可配备分度值1ug和0.1ug二种电子天平，经实验证明，砝码磁化率变化0.01，电子天平示值变化100mg左右。由于砝码磁性指标数值，二种配置的磁化率计对砝码磁性行测量时，测量结果差别极小，不影响判定结果。由于分度值0.1ug的电子天平比分度值1ug电子天平格贵很多，从经济实惠考虑，磁化率计配备分度值1ug电子天平就足够了。
3.测量数据前，砝码磁化率计应加电预热足够长时间，电子天平显示数值稳定后再行测量。
否则测量结果变动性，影响比对结论。
4.砝码磁性测量过程中，将样品绕着轴心对称旋转120°，测下3个数据，避免因砝码不均匀磁化，导致磁化率测量数据误差。
5.磁化率计的*磁铁中心到被测砝码底部的垂直距离与砝码磁化率测量结果基本无关。距离增时，磁化率测量值略微变小。对磁化率计的*磁铁中心到被测砝码底部的垂直距离行限制的目的是为了在测量过程中确保高准确度等级砝码在定的磁场度范围内，以避免发生砝码被磁化的现象。在测量E1等级砝码时，磁场度不得过2000A/m；测量E2等级砝码时，磁场度不得过800A/m；测量其它等级砝码时，磁场度不得过200A/m。在砝码磁化率太小，对于磁化率计产生的信号太弱时，可减小距离来增磁场度。
6.在分析测量不确定度时，所有不确定度分量都要考虑到，不要遗漏也不能重复。在取其数值小时，如果没有把握，宁可取不可取小。测量不确定度U太小，可能导致En＞1。
7.由于比对计数公式多，处理数据量，可用Excel编程辅助计算，计算结果准确又快。
8.砝码磁性对量值传递、电子天平检定的影响随着质量比较仪和电子天平在内量值传递中广泛应用，使用磁性不的砝码行量值传递时，由于质量比较仪和电子天平衡量装置的结构采用电磁力平衡补偿原理实现平衡，由补偿线圈泄漏的磁场，与砝码的磁性不可避免的会产生力的相互作用，这样的力与砝码受到的重力无法区分，影响称量结果的准确度。若使用磁性不的砝码检定高准确度级微量天平，可能导致微量天平的称量部件被磁化，产生较示值误差。
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